PRARANCANGAN PABRIK ASAM BORAT
DARI BORAKS DAN ASAM SULFAT DENGAN PROSES ASIDIFIKASI
KAPASITAS PRODUKSI 10.000 TON/TAHUN
TUGAS AKHIR
Diajukan untuk Memenuhi Persyaratan Meraih Gelar Sarjana Teknik
Strata 1 pada Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh : DJATMIKO PAMBUDI
D500 140 165
Dosen Pembimbing : 1. Emi Erawati, S.T., M.Eng. 2. Hamid Abdillah, S.T., M.T.
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIAFAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
iv INTISARI
Asam borat (H3BO3) mempunyai peran yang penting di berbagai industri,
seperti industri farmasi, keramik, kaca, elektronik dan lain-lain. Selama ini kebutuhan domestik asam borat ini dipenuhi dengan impor dari luar negeri. Pendirian pabrik asam borat di Indonesia dapat didirikan karena didukung beberapa alasan yaitu kebutuhan asam borat yang semakin meningkat dan dapat menyerap tenaga kerja lokal. Pabrik asam borat dirancang mempunyai kapasitas 10.000 ton/tahun. Pembuatan asam borat ini menggunakan proses asidifikasi dengan perbandingan mol boraks : asam sulfat = 1:1.01 dan dengan kondisi operasi temperatur 100 °C dan tekanan 1 atm. Reaksi bersifat eksotermis,
irreversible dan dijalankan dalam Reaktor Alir Tangki Berpengaduk (RATB)
Bahan baku yang dibutuhkan pada pabrik asam borat ini yaitu boraks (Na2B4O7.10H2O) sebesar 1111,88 kg/jam, asam sulfat (H2SO4) sebesar 524,85
kg/jam, dan NaOH cair sebesar 96,75 kg/jam. Unit pendukung proses meliputi unit pengadaan air (proses, pendingin, konsumsi umum dan sanitasi) yang bersumber dari sungai brantas dengan kebutuhan sebesar 4591,57 kg/jam,unit pengadaan steam sebesar 25.186,37 kg/jam, unit pengadaan udara tekan sebesar 60,48 m3/jam, unit pengadaan cadangan listrik sebesar 300 kW dari generator dan unit pengadaan bahan bakar sebesar 384,76 L/jam. Jumlah karyawan yang dibutuhkan untuk menjalankan pabrik ini sebanyak 128 orang. Pabrik asam borat dengan kapasitas 10.000 ton/tahun ini akan didirikan di tanah seluas 24.700 m2 di daerah Gresik, Jawa Timur
Hasil analisa ekonomi terhadap prarancangan pabrik asam borat diperoleh bahwa Total Capital Investment (TCI) sebesar Rp. 387.717.108.140,64 dan total biaya produksi sebesar Rp. 394.717.712.806,25. Dari analisa kelayakan diperoleh hasil Return On Investment (ROI) sebelum pajak 31% dan setelah pajak 28,20%.
Pay Out Time (POT) sebelum pajak 2,42 tahun dan setelah pajak 2,62 tahun.
Break Even Point (BEP) 46,85%, Shut Down Point (SDP) 25,11%, Discounted
Cash Flow (DCF) 34,1%. Dari hasil analisa di atas, maka dapat disimpulkan
bahwa Prarancangan pabrik asam borat dari boraks dan asam sulfat layak untuk didirikan.
v ABSTRACT
Boric acid (H3BO3) have an important role in various industries, as an adjuvant in
the pharmaceutical industry, glass industry, ceramic coatings industry, electronic industry and etc. Domestic demand remains to be imported from abroad. Boric acid factory in Indonesia can be establish because some reasons supported , that is domestic demand rising and local labor absorbsing. Boric acid plant capacity designed 10,000 tons/year. Making this boric acid by acidification process with mol ratio borax : sulphuric acid = 1:1.01 and by 100 °C temperature and 1 atm pressure operating condition. The reaction is Exothermic and irreversible type and running in continues stirred tank reactor (RATB).
The Raw materials are 1,111.88 kg/hr borax (Na2B4O7.10H2O), 524.85
kg/hr sulphuric acid (H2SO4), and 96.75 kg/hr NaOH. Process support unit
including water supply unit (process,cooling, boiler ,consumtion, and sanitation) from brantas river with 4,591.57 kg/hr water flow, steam supply unit as many as 25,186.37 kg/hr, air compressed supply unit as many as 60.48 m3/hr, electricity reserved unit as many as 300kW from generator and fuel supply unit as many as 384.76 L/hr. The number of employees for running this factory is 128 people. Boric acid factory with 10,000 capacity ton/year will be establish at 24,700 m2 area in Gresik , East Java
The economic analysis result obtained that Total Capital Investment (TCI) of Rp. 387,717,108,140.64 and production total cost of Rp. 394,717,712,806.25 From appropriateness analysis result obtained that Return On Investment (ROI) before tax 31% and after tax 28,20%. Pay Out Time (POT) before tax 2,42 years and after tax 2,62 years. Break Even Point (BEP) of 46,85%, Shut Down Point (SDP) of 25,11%, Discounted Cash Flow (DCF) of 34,1%. This result can be concluded that the boric acid plant feasible to set up.
vi
KATA PENGANTAR
Segala puji syukur kepada Allah SWT, hanya karena rahmat dan
ridho-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan laporan tugas akhir
dengan judul “Prarancangan Pabrik Asam Borat dari Boraks dan Asam Sulfat
dengan Proses Asidifikasi Kapasitas 10.000 Ton / Tahun” ini.
Dalam penyusunan tugas akhir ini penulis memperoleh banyak bantuan
baik berupa dukungan moral maupun spiritual dari berbagai pihak. Oleh karena
itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada :
1. Kedua orang tua dan keluarga atas dukungan doa, materi dan semangat
yang senantiasa diberikan.
2. Emi Erawati, S.T., M.Eng., selaku Dosen Pembimbing I dan Hamid
Abdillah , S.T., M.T., selaku Dosen Pembimbing II atas bantuannya dalam
penulisan tugas akhir.
3. Rois Fathoni, S.T., M.Sc, Ph.D., selaku Pembimbing Akademik dan Ketua
Program Studi Teknik Kimia FT UMS.
4. Segenap Civitas Akademika atas semua bantuannya.
5. Teman-teman mahasiswa Teknik Kimia FT UMS.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini belum sempurna. Maka
dari itu, penulis sangat menerima segala kritik dan saran yang membangun.
Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca
sekalian.
Surakarta, Juni 2016
viii
BAB IV UNIT PENDUKUNG PROSES DAN LABORATORIUM ... 65
x
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Kebutuhan Asam Borat di Indonesia Berdasarkan Data Impor 2
Tabel 1.2 Daftar Pabrik Asam Borat di Amerika (Erdogdu, 2004) ... 3
Tabel 2.10 Neraca Massa pada Netraliser (D-310) ... 28
Tabel 2.11 Neraca Massa pada Evaporator (V-410) ... 29
Tabel 2.12 Neraca Massa pada Heat Exchanger (E-420) ... 29
xi
Tabel 2.25 Neraca Panas pada Netraliser (D-310) ... 35
Tabel 2.26 Neraca Panas pada Evaporator (V-410)... 36
Tabel 2.27 Neraca Panas pada Heat Exchanger (E-420) ... 36
Tabel 2.28 Neraca Panas pada Crystallizer (V-430) ... 37
Tabel 2.29 Neraca Panas pada Centrifuge 1 (H-510) ... 37
Tabel 2.30 Neraca Panas pada Centrifuge 2 (H-520) ... 38
Tabel 2.31 Neraca Panas pada Rotary Drier (B-610) ... 38
Tabel 2.32 Neraca Panas Total ... 39
Tabel 2.33 Luas Area Ruang Bangunan ... 42
Tabel 4.1 Kebutuhan Air Pendingin ... 69
Tabel 4.2 Kebutuhan Air Konsumsi Umum dan Sanitasi ... 70
Tabel 4.3 Kebutuhan Listrik Proses dan Utilitas ... 72
Tabel 4.4 Total Kebutuhan Listrik ... 74
Tabel 5.1 Jadwal Pembagian Kelompok Shift ... 89
Tabel 5.2 Jumlah Karyawan Menurut Jabatannya ... 91
Tabel 5.3 Perincian Golongan dan Gaji Karyawan ... 92
Tabel 6.1 Indeks Harga Alat ... 97
Tabel 6.2 Modal Tetap (Fixed Capital Investment) ... 99
Tabel 6.3 Modal Kerja (Working Capital Investment) ... 100
Tabel 6.4 Direct Manufacturing Cost ... 100
Tabel 6.5 Indirect Manufacturing Cost ... 101
Tabel 6.6 Fixed Manufacturing Cost ... 101
Tabel 6.7 General Expense ... 101
xii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.1 Data Impor Asam Borat di Indonesia Tahun 2007-2014 ... 3
Gambar 2.1 Diagram Alir Kualitatif ... 19
Gambar 2.2 Diagram Alir Kuantitatif ... 20
Gambar 2.3 Diagram Alir Proses ... 21
Gambar 2.4 Bagan Neraca Massa dan Neraca Panas ... 24
Gambar 2.5 Lay Out Pabrik ... 41
Gambar 2.6 Lay Out Peralatan Proses ... 44
Gambar 5.1 Struktur Organisasi Pabrik Asam Borat (Widjaja, 2003) ... 83
Gambar 6.1 Chemical Engineering Cost Index... 97
